JPH05275045A - 後方散乱電子を利用した表面分析方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後方散乱電子を利用した表面分析方法の欠点
であった低い入射電子エネルギーで分析を可能にし、高
分解能な表面分析を可能とする。 【構成】 同一分析点にエネルギーを変化させて入射さ
せ、この入射電子エネルギーの変化で発生する後方散乱
電子発生量の変化分を求めて出力する。この後方散乱電
子発生量の変化分は低い入射電子エネルギー下でも原子
番号に依存する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、後方散乱電子（ｂａｃ
ｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を利用した
表面分析方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば走査電子顕微鏡等において、後方
散乱電子検出器を用い後方散乱電子強度の原子番号依存
性を利用して表面分析を行う方法は、従来から良く知ら
れている。この方法は、試料から発生した後方散乱電子
を単に検出器で受けて増幅し表示する方法であるが、従
来のこの方法では、以下に示すような問題がある。

【０００３】図５は原子番号をパラメータとした後方散
乱電子発生量（％）の入射電子エネルギー（ｋｅＶ）依
存性を示す図、図６は入射電子エネルギー（ｋｅＶ）を
パラメータとした後方散乱電子発生量（％）の原子番号
依存性を示す図であるが、図５，図６から解るように、
入射電子エネルギーがおよそ１０ｋｅＶ以上でないと後
方散乱電子の発生量は原子番号に依存せず、特に５ｋｅ
Ｖ以下では原子番号に依存した表面分析ができない。従
って、従来の方法では、入射電子エネルギーを高くして
表面分析を行うこととしているが、入射電子エネルギー
を高くすると試料内部深くに電子が侵入し、このため試
料の広範囲から後方散乱電子が発生してしまい、高分解
能な表面分析が行えない。

【０００４】図７は数種の物質についての入射電子の侵
入深さを示す図であるが、入射電子エネルギーが高くな
ればなるほど試料内部に電子線が深く侵入してしまい、
後方散乱電子の発生領域がそれだけ広がり、高分解能な
表面分析が行えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の後
方散乱電子を利用した表面分析方法では、入射電子エネ
ルギーを高く設定しなければならず、このため高分解能
な表面分析が行えないという問題点があった。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、高分解能な表面分析が可能な後方散
乱電子を利用した表面分析方法およびその装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる表面分析
方法は、同一分析点に、入射電子エネルギーを変化させ
て電子線を入射させる段階、入射電子エネルギーの変化
で発生する後方散乱電子発生量の変化分を求める段階、
この後方散乱電子発生量の変化分が原子番号に依存する
ことを利用して当該分析点の原子番号による差異を求め
る段階を備えたことを特徴とし、本発明に係わる表面分
析装置は、同一分析点に、加速電圧または試料電位を変
化させて入射電子エネルギー変化させる電子線入射手
段、入射電子エネルギーの変化で発生する後方散乱電子
発生量の変化分を演算により求める演算手段、この演算
手段からの出力を数値あるいは画像で表示する表示手段
を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図で、図に
おいて、１は入射電子、２は分析対象としての試料、３
は後方散乱電子検出器、４は増幅器、５ａ，５ｂはそれ
ぞれメモリ、６は演算増幅器、８は表示装置である。次
に動作について説明する。入射電子１として電子線が試
料２に照射され、試料２からは二次電子，後方散乱電子
など、試料表面の物理特性に依存した各種の信号が発生
するが、発生した後方散乱電子は、後方散乱電子検出器
３で検出され、その量が電気信号に変換されて増幅器４
で増幅される。

【０００９】そして、本実施例では５ｋｅＶ以下の異な
るエネルギーで入射電子を同一分析点に２度入射させ、
それぞれの後方散乱電子発生量の差を求める。すなわ
ち、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ（ａ）側にし
ておいて、入射電子エネルギーをＥ１とし、この時の後
方散乱電子検出量（これをＳ１とする）をメモリ５ａに
記憶させ、次に各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ
（ｂ）側に切り換えて入射電子エネルギーをＥ２に設定
し、この時の後方散乱電子検出量（これをＳ２とする）
をメモリ５ｂに記憶させる。そして、演算増幅器６で
（Ｓ１−Ｓ２）を求め、この差の出力７を得て、表示装
置８で表示する。

【００１０】図２は、例えば５ｅｋＶ以下の低エネルギ
ーを用い、且つ、上述のように入射電子エネルギーに差
異（Ｅ１，Ｅ２）を持たせて、各試料を原子番号順に検
出した場合の後方散乱電子検出量の変化を示す図であ
り、この図からも低エネルギー下では後方散乱電子検出
量が単純に原子番号に依存しないことが解る。

【００１１】図３は図１の出力７、すなわち、図２と同
じ後方散乱電子検出量Ｓ１とＳ２との差の出力７を示す
図である。そして、この図３に示すように、差の出力７
は完全に原子番号に依存することが解る。すなわち、図
３から明らかなように本発明では、入射電子エネルギー
が５ｋｅＶ以下の低エネルギーでも試料の原子番号に依
存した検出出力を得ることができ、そのため入射電子の
試料侵入深さを浅くでき、従来の方法の問題点を解決し
て高分解能な表面分析を行うことができる。

【００１２】実施例２．図４は本発明の他の実施例を示
すブロック図で、図１と同一符号は同一又は相当部分を
示し、１０は試料２に所定周波数の電圧を印加する発振
器、１１は同期検波整流回路である。この実施例２で
は、試料２に所定周波数の電圧を印加することにより、
発生する後方散乱電子の量が、印加された電圧の周波数
に対応して変化する。従って、同期検波整流回路１１に
より後方散乱電子検出器３からの出力を周波数に同期さ
せて検波，整流することで、後方散乱電子発生量の変化
分を直流信号として取り出すことができ、この出力を後
段の増幅器４で増幅して表示装置８で表示すれば、高分
解能な表面分析が可能となる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、従来不可
能であった低い入射電子エネルギーを用いて高分解能な
表面分析ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明を説明するための説明図である。

【図３】本発明を説明するための説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図５】従来の方法の問題点を説明するための説明図で
ある。

【図６】従来の方法の問題点を説明するための説明図で
ある。

【図７】従来の方法の問題点を説明するための説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 入射電子 ２ 試料 ３ 後方散乱電子検出器 ５ａ，５ｂ それぞれメモリ ６ 演算増幅器 ８ 表示装置 １０ 発振器 １１ 同期検波整流回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一分析点に、入射電子エネルギーを変
   化させて電子線を入射させる段階、入射電子エネルギー
   の変化で発生する後方散乱電子発生量の変化分を求める
   段階、この後方散乱電子発生量の変化分が原子番号に依
   存することを利用して当該分析点の原子番号による差異
   を求める段階を備えたことを特徴とする後方散乱電子を
   利用した表面分析方法。
2. 【請求項２】 同一分析点に、加速電圧または試料電位
   を変化させて入射電子エネルギー変化させる電子線入射
   手段、入射電子エネルギーの変化で発生する後方散乱電
   子発生量の変化分を演算により求める演算手段、この演
   算手段からの出力を数値あるいは画像で表示する表示手
   段を備えたことを特徴とする後方散乱電子を利用した表
   面分析装置。
3. 【請求項３】 発振器で所定周波数の電圧を印加し、同
   一分析点の試料電位を変化させて入射電子エネルギーを
   変化させる電子線入射手段、同期検波整流回路で入射電
   子エネルギーの変化で発生する後方散乱電子発生量の変
   化分を出力する手段、この出力を数値あるいは画像で表
   示する表示手段を備えたことを特徴とする後方散乱電子
   を利用した表面分析装置。